皇冠app下载:科学家新视野-太阳能板废弃接纳 与再利用手艺看法

国际能源总署在《天下能源展望2019》讲述中,展望2040年前全球能源需求将以每年1.3%的速率增进,其中以太阳能为首的低碳能源将占增进量的一半以上。近年因政府努力推动装设太阳能,至今年3月,总装置容量已累积达4.3GW,并以2025年总装置容量达20GW为目的。

然碍于生产工艺及质料品质缺陷,太阳能板的使用寿命有限,国际再生能源机构以25年使用年限评估报废趋势,预计全球至2043年,当年所发生之废旧太阳能板将会跨越新装设数目,到达437.9GW,至2050年全球废旧太阳能板累计将到达91,262.6万吨。台湾因位处自然灾难高风险区域,环保署以使用寿命20年举行废旧量评估,预计2050年累积发生的废旧太阳能板高达161.4万吨。然而,无论欧盟或台湾,现在产业的产能都未能因应2050年所预估的太阳能板废弃量。

欧盟的太阳能生长起步较其他国家早,亦需较早面临处置废旧太阳能板的问题。因此欧盟2012年接纳「生产者责任延伸」精神,将废旧太阳能板接纳再处置原则规范于废电机电子装备指令中,现已达95%的接纳率。2018年隶属欧盟的太阳能板循环组织也与威立雅环保团体互助,在法国设立全球第一家专门接纳再处置太阳能板的工厂,至2021年最大产能可达年处置量4万吨。

台湾的接纳处置系统则由环保署、经济部能源局、太阳光电产业协会联手推动。2019年起能源局循「生产者责任延伸」精神,向太阳能装备设置者预收每KW1,000元的接纳处置费;环保署确立处置系统与考核;太阳光电产业协会卖力确保每一片太阳能板的模组序号相符案场装备挂号,并放置相符清运与处置资格的业者接纳处置。

然则,太阳能板若要「完全接纳」,则需要充分行使太阳能板质料环境耐受性高的特征。太阳能板主要由玻璃、电池与导线、铝制背板与外框组成,各材质间以透光度高、可强化环境耐受性的塑胶薄膜胶合。现行商转的废弃太阳能板处置手艺,因塑胶燃点低,以燃烧方式剖析胶合层拆解太阳能板。然而这样的做法,不仅能耗大,亦造成质料消耗与空气污染。若过程中未完全去除塑胶薄膜,可能形成具环境毒性的氟碳化合物,污染其他接纳物料,仅能「降级接纳」与「垃圾减量」,未能迈向循环经济。

因此,我们实验复合多种物理方式拆解胶合层,因差别质料受到外力时,会有差别反映,故接纳超音波降低差别质料之间的亲和力,拆解所有质料,并将胶合层的塑胶研磨成粉,透过磁吸、纯化程序,使原本被燃烧剖析的塑胶,也可接纳行使。此星散方式有高产率与低能耗特点,不仅可在太阳能板破碎的情况下星散质料,也已可完整取下玻璃重回产线再行使,即将着手开发自动化产线装备。

为提升太阳能板发电效率,表层质料多使用透光度高的超白玻璃,但若燃烧拆解太阳能板,会因碳化污染玻璃仅能降级使用,无法重制为太阳能板。未来使玻璃升级再制、接纳主要的发电质料矽再制为「碳化矽」、纯化星散后的胶合层与金属使其可供产业再行使是太阳能板永续循环的要害。接纳可以接纳玻璃熔制的「槽型玻璃」,整合太阳能模组开发成「太阳能墙体建材」,取代现有砖造墙体,将是未来太阳能接纳与再制手艺生长,并将太阳能从平面设置进阶至立体化,改善用地欠缺侷限,使得节能与创能并行的可行方向。

傅耀贤■国立台南大学绿色能源手艺学系教授

洪嘉聪、刘眞诚■国立台南大学绿色能源手艺学系硕士

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